一八六六年，海上发现了一只疑似为独角鲸的大怪物，阿罗纳克斯教授受邀参加追捕行动。在追捕过程中，他和他的仆人孔塞伊以及捕鲸手尼德，兰德不幸落水，漂流到了怪物的脊背上。原来，所谓的怪物是一艘构造奇妙的潜艇。潜艇艇身坚固，利用海水发电，由一位神秘人物-尼摩在大洋中的一座荒岛上秘密设计建造而成。尼摩艇长邀请阿罗纳克斯教授三人一同探秘海洋世界，他们从太平洋出发，经历了搁浅、被士著围攻、同鲨鱼搏斗、冰原封路、“海怪”袭击等许多惊险刺激的奇遇。阿罗纳克斯教授三人还能平安回到自己的家乡吗？